fMRI腦功能成像技術用于網絡游戲成癮診斷測評

王雪梅　孫月吉　邴晶等

[摘要] 目的 運用fMRI腦功能成像技術，總結網絡游戲成癮青少年的神經影像學改變，為其診斷和治療提供客觀依據。方法 選擇12名網絡游戲成癮青少年（IAD組）和12名正常青少年（對照組）參與本研究，兩組被試者分別觀看網絡游戲相關圖片和中性圖片，同時采用fMRI技術掃描，獲取被試者的大腦活動信號，使用SPM5軟件分析處理。 結果 與觀看中性圖片時比較，IAD組觀看游戲圖片時雙側背外側前額葉、扣帶回前部、頂下小葉、顳下回、小腦、右側島葉及右側角回激活增多。IAD組觀看游戲圖片時以下區域激活增多：雙側背外側前額葉、雙側顳葉、小腦、右側頂下小葉、右側楔葉、左側海馬、海馬旁回、左側尾狀核；對照組觀看游戲圖片時全腦未見激活增多。 結論 網絡游戲成癮的青少年腦功能成像影像改變與正常青少年存在差異，為網絡成癮的診斷測評標準提供了新的客觀依據。

[關鍵詞] 網絡游戲成癮；功能性磁共振成像；青少年

[中圖分類號] R445.2 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721（2014）04（a）-0121-03

[Abstract] Objective To investigate the neuroimaging changes occurred on adolescents with internet gaming addiction（IGA） and provide an objective basis for its diagnosis and treatment by functional magnetic resonance imaging（fMRI）. Methods 12 adolescents with IGA（IAD group） and 12 normal teenagers（control group） were selected as research objects，network game related images and neutral pictures were watched by the two groups of subjects，brain activity signals of the subjects was acquired by the fMRI technic and analyzed and processed by SPM5 software. Results Compared with the imaging expression for watching the neutral pictures，the bilateral dorsolateral prefrontal，anterior cingulate gyrus，inferior parietal lobule， inferior temporal gyrus，cerebellum and right insula and right angular gyrus of the IAD group for watching the game pictures showed a significantly increased activation.In the IAD group，the following brain areas exhibited increased activations as the subjects watching the game images：bilateral dorsolateral prefrontal，bilateral temporal lobe，cerebellum，right inferior parietal lobule，right precuneus，left hippocampus，parahippocampal gyrus，left caudate nucleus；while no typical activation was observed for the control group under similar conditions. Conclusion The changes of MR images associated brain activities of the IGA adolescents significantly differ with those of normal teenagers，which provides a new objective basis for the diagnosis of the internet addiction for the adolescents.

[Key words] Internet gaming addiction；Functional magnetic resonance imaging；Adolescent

網絡游戲成癮（internet gaming addiction，IGA）是指在無成癮物質作用下的上網成癮行為，表現為由于過度使用互聯網而導致個體明顯的生物、心理和社會功能受損[1]。有報道顯示，網絡游戲已嚴重影響了青少年的身心健康以及家庭和諧。美國心理學會（American Psychological Association，APA）于1997年正式承認IGA研究的學術價值，有關IGA的診斷標準及測評工具尚在探討之中[2-3]。界定IGA大多依據成癮者的認知、情緒、行為改變，而從生理學角度的研究不多[4]。本研究探討功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）技術對于IGA男性青少年腦功能變化的診斷價值，目的是為臨床診斷和治療提供客觀依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取12名IGA青少年（IAD組）和12名正常青少年（對照組）參與本研究，平均年齡（18.0±1.2）歲，均為男性。入組標準：IAD組為“魔獸世界”游戲成癮者，均為右利手。

1.2 研究方法

1.2.1 測試方法 兩組研究對象分別觀看網絡游戲相關圖片和中性圖片，并使用飛利浦3.0T MRI儀器掃描，獲取被試者的大腦活動信號。

1.2.2 BOLD序列組成 需要重T2*權重序列，單次激發長TE FFE掃描，使用8通道頭線圈，序列：FFE-EPI，FOV 230 mm， 層厚4 cm，TR 2000 ms，TE 30 ms，Flip Angle 80°，180個動態，6′采集數據。

1.2.3 數據處理方法 采用SPM5軟件對數據結果進行分析，采用減法對比兩組數據。

1.2.4 fMRI任務態 給患者提供相應的視覺任務，交替執行腦皮質激活模式及靜息模式，激活及靜息時間相同。采用fMRI裝置生成觸發脈沖，以識別患者下一個指示的啟動。目視刺激通過在磁體間的投影屏幕為患者顯示，顯示控制由連接fMRI裝置控制，每次檢測到（下一個）觸發時，即提供下一視覺輸入（圖1為激活腦區定位圖，采用SPM5的MNI坐標Talairach轉換，工具xjview 被用于轉換，并根據Broadmann 圖譜解剖定位）[5]。

2 結果

研究結果顯示，IAD組觀看游戲圖片時比觀看中性圖片時激活更多腦區（圖2），且在游戲圖片的刺激任務下IAD組比對照組激活更多腦區域（圖3）。

3 討論

目前關于IGA的概念還沒有統一，具有代表性的是Young[6]以病態賭博為模型，把IGA定義為一種沒有成癮物質作用的沖動-控制障礙。IGA作為一種新出現的心理和行為障礙，目前仍沒有完整、統一的診斷標準。國內外研究者各自使用不同的測量工具診斷IGA，界定多依據IAD的認知、情緒、行為表現等，而非生理機制。

fMRI技術是通過腦皮質局部血管中的脫氧血紅蛋白與氧合血紅蛋白比率，即血氧水平依賴（blood oxygen level dependent，BOLD）監測腦功能變化。大腦皮質興奮時，血流量增加，耗氧量增加，從而使局部靜脈血脫氧血紅蛋白含量增加，氧合血紅蛋白相對減少。T2*值反映了兩種血紅蛋白梯度的變換情況，當皮質興奮時，表現為高信號。此項技術具有無創性、可重復性、準確性的定位腦功能區域的特點，具有較高的時間和空間分辨率，目前被廣泛應用于認知神經科學研究[7]。

本研究利用fMRI技術觀察青少年IGA者腦激活定位情況，結果顯示，在游戲圖片的刺激下，IAD組兩側背外側前額葉、扣帶回前部、頂下小葉、顳下回、小腦、右側島葉及右側角回激活增多，觀看中性圖片時未見腦區激活增加。IAD組觀看游戲圖片時，激活了很多腦功能區，包括雙側背外側前額葉、雙側顳葉、小腦、右側頂下小葉、右側楔葉、左側海馬、海馬旁回、左側尾狀核等，而對照組觀看游戲圖片時全腦未見激活增多。

IGA者在觀看網絡游戲圖片時，兩側枕葉、顳葉、頂葉（顳-頂-枕聯合皮質）出現很強的激活現象，可能是該區域在信息加工中耗竭了更多能量。顳-頂-枕聯合皮質屬于知覺加工最高級皮質，是知覺整合最高級區域[8-9]。在游戲圖片刺激下，IAD組比對照組多激活的腦區主要包括扣帶回、隔區、前額葉、眶回、海馬、尾狀核等腦功能區，這些區域與人類的認知功能活動密切相關[10-11]，特別是與注意、計劃、沖動控制、獎賞強化等有關，它們屬于中腦-邊緣額葉多巴胺系統投射區域，也說明了IGA同樣關系到了“物質成癮所關聯的獎賞環路”，fMRI技術清晰地呈現了大腦功能激活區域，為IGA腦功能異?？梢暬峁┝丝陀^依據[12-14]。

在接下來的研究中，我們將利用fMRI技術，通過功能默認網絡方法，提供更清晰的成癮腦功能異常評定依據。

[參考文獻]

[1] 曹建琴，周郁秋，才運江.網絡游戲成癮的國內外研究現狀[J].現代預防醫學，2011，38（4）：654-657.

[2] Shaw W，Black DW.Internet addiction：definition，assessment，epidemiology and clinical management[J].CNS Drugs，2008，22（5）：353-365.

[3] Yen JY，Ko CH，Yen CF，et al.Psychiatric symptoms in adolescents with Internet addiction：comparison with substance use[J].Psychiatry Clin Neurosci，2008，62（1）：9-16.

[4] 曹建琴，張慧.網絡游戲成癮測評工具研究進展[J].中國健康心理學雜志，2010，18（3）：374-376.

[5] Sun Y，Ying H，Seetohul RM，et al.Brain fMRI study of crave induced by cue pictures in online game addicts （male adolescents）[J].Behav Brain Res，2012，233（2）：563-576.

[6] Young KS.Internet addiction：the emergence of a new clinical disorder[J].Cyber Psychol Behav，1998，1（3）：237-244.

[7] 尉勝男，孫學進，朱守艷.網絡游戲成癮的神經影像學研究進展[J].磁共振成像，2010，1（5）：392-396.

[8] Peltier S，Stilla R，Mariola E，et al.Activity and effective connectivity of parietal and occipital cortical regions during haptic shape perception[J].Neuropsychologia，2007，45（3）：476-483.

[9] 秦玲娣，周艷，趙志明，等.靜息態腦功能成像在青少年網絡游戲成癮中的初步研究[J].臨床放射學雜志，2011， 30（1）：7-10.

[10] 錢若兵，郭紅軍，傅光明，等.網絡游戲成癮的研究進展[J].立體定向和功能性神經外科雜志，2007，20（1）：58-60.

[11] 曹楓林.青少年網絡游戲成癮的心理機制-腦功能影像學及團體心理干預研究[D].長沙：中南大學，2007.

[12] Mathiak K，Weber R.Toword brain correlates of natural behavior：fMRI during violent videogames[J].Hum Brain Mapp，2006，27（12）：948-956.

[13] Weber R，Ritterfeld U，Mathiak K.Does playing violent video games induce aggression？ empirical evidence of a function magnetic resonance imaging[J].Media Psychol，2006，8（1）：39-40.

[14] Murray JP，Liotti M，Ingmundson PT.Children′s brain activations while viewing televised violence revealed by fMRI[J].Media Psychol，2006，8（1）：25-37.

（收稿日期：2014-02-18 本文編輯：袁 成）

1.2 研究方法

1.2.1 測試方法 兩組研究對象分別觀看網絡游戲相關圖片和中性圖片，并使用飛利浦3.0T MRI儀器掃描，獲取被試者的大腦活動信號。

1.2.2 BOLD序列組成 需要重T2*權重序列，單次激發長TE FFE掃描，使用8通道頭線圈，序列：FFE-EPI，FOV 230 mm， 層厚4 cm，TR 2000 ms，TE 30 ms，Flip Angle 80°，180個動態，6′采集數據。

1.2.3 數據處理方法 采用SPM5軟件對數據結果進行分析，采用減法對比兩組數據。

1.2.4 fMRI任務態 給患者提供相應的視覺任務，交替執行腦皮質激活模式及靜息模式，激活及靜息時間相同。采用fMRI裝置生成觸發脈沖，以識別患者下一個指示的啟動。目視刺激通過在磁體間的投影屏幕為患者顯示，顯示控制由連接fMRI裝置控制，每次檢測到（下一個）觸發時，即提供下一視覺輸入（圖1為激活腦區定位圖，采用SPM5的MNI坐標Talairach轉換，工具xjview 被用于轉換，并根據Broadmann 圖譜解剖定位）[5]。

2 結果

研究結果顯示，IAD組觀看游戲圖片時比觀看中性圖片時激活更多腦區（圖2），且在游戲圖片的刺激任務下IAD組比對照組激活更多腦區域（圖3）。

3 討論

目前關于IGA的概念還沒有統一，具有代表性的是Young[6]以病態賭博為模型，把IGA定義為一種沒有成癮物質作用的沖動-控制障礙。IGA作為一種新出現的心理和行為障礙，目前仍沒有完整、統一的診斷標準。國內外研究者各自使用不同的測量工具診斷IGA，界定多依據IAD的認知、情緒、行為表現等，而非生理機制。

fMRI技術是通過腦皮質局部血管中的脫氧血紅蛋白與氧合血紅蛋白比率，即血氧水平依賴（blood oxygen level dependent，BOLD）監測腦功能變化。大腦皮質興奮時，血流量增加，耗氧量增加，從而使局部靜脈血脫氧血紅蛋白含量增加，氧合血紅蛋白相對減少。T2*值反映了兩種血紅蛋白梯度的變換情況，當皮質興奮時，表現為高信號。此項技術具有無創性、可重復性、準確性的定位腦功能區域的特點，具有較高的時間和空間分辨率，目前被廣泛應用于認知神經科學研究[7]。

本研究利用fMRI技術觀察青少年IGA者腦激活定位情況，結果顯示，在游戲圖片的刺激下，IAD組兩側背外側前額葉、扣帶回前部、頂下小葉、顳下回、小腦、右側島葉及右側角回激活增多，觀看中性圖片時未見腦區激活增加。IAD組觀看游戲圖片時，激活了很多腦功能區，包括雙側背外側前額葉、雙側顳葉、小腦、右側頂下小葉、右側楔葉、左側海馬、海馬旁回、左側尾狀核等，而對照組觀看游戲圖片時全腦未見激活增多。

IGA者在觀看網絡游戲圖片時，兩側枕葉、顳葉、頂葉（顳-頂-枕聯合皮質）出現很強的激活現象，可能是該區域在信息加工中耗竭了更多能量。顳-頂-枕聯合皮質屬于知覺加工最高級皮質，是知覺整合最高級區域[8-9]。在游戲圖片刺激下，IAD組比對照組多激活的腦區主要包括扣帶回、隔區、前額葉、眶回、海馬、尾狀核等腦功能區，這些區域與人類的認知功能活動密切相關[10-11]，特別是與注意、計劃、沖動控制、獎賞強化等有關，它們屬于中腦-邊緣額葉多巴胺系統投射區域，也說明了IGA同樣關系到了“物質成癮所關聯的獎賞環路”，fMRI技術清晰地呈現了大腦功能激活區域，為IGA腦功能異?？梢暬峁┝丝陀^依據[12-14]。

在接下來的研究中，我們將利用fMRI技術，通過功能默認網絡方法，提供更清晰的成癮腦功能異常評定依據。

[參考文獻]

[1] 曹建琴，周郁秋，才運江.網絡游戲成癮的國內外研究現狀[J].現代預防醫學，2011，38（4）：654-657.

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[4] 曹建琴，張慧.網絡游戲成癮測評工具研究進展[J].中國健康心理學雜志，2010，18（3）：374-376.

[5] Sun Y，Ying H，Seetohul RM，et al.Brain fMRI study of crave induced by cue pictures in online game addicts （male adolescents）[J].Behav Brain Res，2012，233（2）：563-576.

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[7] 尉勝男，孫學進，朱守艷.網絡游戲成癮的神經影像學研究進展[J].磁共振成像，2010，1（5）：392-396.

[8] Peltier S，Stilla R，Mariola E，et al.Activity and effective connectivity of parietal and occipital cortical regions during haptic shape perception[J].Neuropsychologia，2007，45（3）：476-483.

[9] 秦玲娣，周艷，趙志明，等.靜息態腦功能成像在青少年網絡游戲成癮中的初步研究[J].臨床放射學雜志，2011， 30（1）：7-10.

[10] 錢若兵，郭紅軍，傅光明，等.網絡游戲成癮的研究進展[J].立體定向和功能性神經外科雜志，2007，20（1）：58-60.

[11] 曹楓林.青少年網絡游戲成癮的心理機制-腦功能影像學及團體心理干預研究[D].長沙：中南大學，2007.

[12] Mathiak K，Weber R.Toword brain correlates of natural behavior：fMRI during violent videogames[J].Hum Brain Mapp，2006，27（12）：948-956.

[13] Weber R，Ritterfeld U，Mathiak K.Does playing violent video games induce aggression？ empirical evidence of a function magnetic resonance imaging[J].Media Psychol，2006，8（1）：39-40.

[14] Murray JP，Liotti M，Ingmundson PT.Children′s brain activations while viewing televised violence revealed by fMRI[J].Media Psychol，2006，8（1）：25-37.

（收稿日期：2014-02-18 本文編輯：袁 成）

1.2 研究方法

1.2.1 測試方法 兩組研究對象分別觀看網絡游戲相關圖片和中性圖片，并使用飛利浦3.0T MRI儀器掃描，獲取被試者的大腦活動信號。

1.2.2 BOLD序列組成 需要重T2*權重序列，單次激發長TE FFE掃描，使用8通道頭線圈，序列：FFE-EPI，FOV 230 mm， 層厚4 cm，TR 2000 ms，TE 30 ms，Flip Angle 80°，180個動態，6′采集數據。

1.2.3 數據處理方法 采用SPM5軟件對數據結果進行分析，采用減法對比兩組數據。

1.2.4 fMRI任務態 給患者提供相應的視覺任務，交替執行腦皮質激活模式及靜息模式，激活及靜息時間相同。采用fMRI裝置生成觸發脈沖，以識別患者下一個指示的啟動。目視刺激通過在磁體間的投影屏幕為患者顯示，顯示控制由連接fMRI裝置控制，每次檢測到（下一個）觸發時，即提供下一視覺輸入（圖1為激活腦區定位圖，采用SPM5的MNI坐標Talairach轉換，工具xjview 被用于轉換，并根據Broadmann 圖譜解剖定位）[5]。

2 結果

研究結果顯示，IAD組觀看游戲圖片時比觀看中性圖片時激活更多腦區（圖2），且在游戲圖片的刺激任務下IAD組比對照組激活更多腦區域（圖3）。

3 討論

目前關于IGA的概念還沒有統一，具有代表性的是Young[6]以病態賭博為模型，把IGA定義為一種沒有成癮物質作用的沖動-控制障礙。IGA作為一種新出現的心理和行為障礙，目前仍沒有完整、統一的診斷標準。國內外研究者各自使用不同的測量工具診斷IGA，界定多依據IAD的認知、情緒、行為表現等，而非生理機制。

fMRI技術是通過腦皮質局部血管中的脫氧血紅蛋白與氧合血紅蛋白比率，即血氧水平依賴（blood oxygen level dependent，BOLD）監測腦功能變化。大腦皮質興奮時，血流量增加，耗氧量增加，從而使局部靜脈血脫氧血紅蛋白含量增加，氧合血紅蛋白相對減少。T2*值反映了兩種血紅蛋白梯度的變換情況，當皮質興奮時，表現為高信號。此項技術具有無創性、可重復性、準確性的定位腦功能區域的特點，具有較高的時間和空間分辨率，目前被廣泛應用于認知神經科學研究[7]。

本研究利用fMRI技術觀察青少年IGA者腦激活定位情況，結果顯示，在游戲圖片的刺激下，IAD組兩側背外側前額葉、扣帶回前部、頂下小葉、顳下回、小腦、右側島葉及右側角回激活增多，觀看中性圖片時未見腦區激活增加。IAD組觀看游戲圖片時，激活了很多腦功能區，包括雙側背外側前額葉、雙側顳葉、小腦、右側頂下小葉、右側楔葉、左側海馬、海馬旁回、左側尾狀核等，而對照組觀看游戲圖片時全腦未見激活增多。

IGA者在觀看網絡游戲圖片時，兩側枕葉、顳葉、頂葉（顳-頂-枕聯合皮質）出現很強的激活現象，可能是該區域在信息加工中耗竭了更多能量。顳-頂-枕聯合皮質屬于知覺加工最高級皮質，是知覺整合最高級區域[8-9]。在游戲圖片刺激下，IAD組比對照組多激活的腦區主要包括扣帶回、隔區、前額葉、眶回、海馬、尾狀核等腦功能區，這些區域與人類的認知功能活動密切相關[10-11]，特別是與注意、計劃、沖動控制、獎賞強化等有關，它們屬于中腦-邊緣額葉多巴胺系統投射區域，也說明了IGA同樣關系到了“物質成癮所關聯的獎賞環路”，fMRI技術清晰地呈現了大腦功能激活區域，為IGA腦功能異?？梢暬峁┝丝陀^依據[12-14]。

在接下來的研究中，我們將利用fMRI技術，通過功能默認網絡方法，提供更清晰的成癮腦功能異常評定依據。

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[4] 曹建琴，張慧.網絡游戲成癮測評工具研究進展[J].中國健康心理學雜志，2010，18（3）：374-376.

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[7] 尉勝男，孫學進，朱守艷.網絡游戲成癮的神經影像學研究進展[J].磁共振成像，2010，1（5）：392-396.

[8] Peltier S，Stilla R，Mariola E，et al.Activity and effective connectivity of parietal and occipital cortical regions during haptic shape perception[J].Neuropsychologia，2007，45（3）：476-483.

[9] 秦玲娣，周艷，趙志明，等.靜息態腦功能成像在青少年網絡游戲成癮中的初步研究[J].臨床放射學雜志，2011， 30（1）：7-10.

[10] 錢若兵，郭紅軍，傅光明，等.網絡游戲成癮的研究進展[J].立體定向和功能性神經外科雜志，2007，20（1）：58-60.

[11] 曹楓林.青少年網絡游戲成癮的心理機制-腦功能影像學及團體心理干預研究[D].長沙：中南大學，2007.

[12] Mathiak K，Weber R.Toword brain correlates of natural behavior：fMRI during violent videogames[J].Hum Brain Mapp，2006，27（12）：948-956.

[13] Weber R，Ritterfeld U，Mathiak K.Does playing violent video games induce aggression？ empirical evidence of a function magnetic resonance imaging[J].Media Psychol，2006，8（1）：39-40.

[14] Murray JP，Liotti M，Ingmundson PT.Children′s brain activations while viewing televised violence revealed by fMRI[J].Media Psychol，2006，8（1）：25-37.

（收稿日期：2014-02-18 本文編輯：袁 成）